微型3D打印工艺TPP简介

TPP，又称双光子聚合，是一种基于激光的 3D 打印工艺，其工作原理和SLA 3D打印类似，不过使用的是两束激光。SLA只需一束激光照射在光敏树脂上即可使树脂固化，而TPP则是两束激光交叉在一个点上时，树脂才能固化。其最大的用途就是可以实现纳米级的复杂结构。

看似只是多加了一束激光，但难度则是几何增长。在 SLA 3D 打印中，波长约为 350 至 400 nm 的紫外激光在 x 和 y 方向扫描，以硬化液态树脂中的点。在这里，树脂原子仅吸收来自激光的单个光子以启动硬化或固化过程。

相比之下，TPP 打印机通常使用波长约为 760 nm 的红外激光。由于这种波长差异，树脂原子需要吸收两个光子才能启动固化过程。这不像听起来那么简单。原子必须非常快速地连续吸收两个光子。出于这个原因，TPP 打印机使用飞秒激光器并以几百千万亿分之一秒的间隔脉冲激光束。

除了波长和脉冲之外，激光的光强度必须显着增加，以便可靠地启动固化过程。这是通过将激光聚焦到一个非常紧密的点来完成的，典型的直径大约为 340 纳米到 1600 纳米。

这一切听起来都增加了很多复杂性。但由于树脂仅在激光的精确焦点处固化，TPP 打印机可以选择性地沿 z 轴固化单个体素。这在 SLA 或DLP 3D 打印中是不可能的。必须如此强烈地聚焦激光束的副作用是由此产生的纳米分辨率。

作为比较，典型的 SLA 打印机的水平分辨率约为 25 µm，DLP 打印机约为50 µm，TPP 打印机约为 0.17µm。